CN100582732C - 大型三维多功能土工试验机 - Google Patents
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Abstract
大型三维多功能土工试验机属于力学特性测试技术领域，特别涉及土与接触面的力学特性测试技术领域。其特征在于，含有主机部分和容器组件，主机部分含有主机框架、水平xy向加载平台和竖向加载平台；水平xy向加载平台，包括两个互相垂直的x、y向加载平台；x向加载平台位于底层，通过x向伺服作动器使连接在上层的y向加载系统沿x方向连接运动；y向加载平台通过y向伺服作动器使固定在其上面的加载承台沿y方向运动；还含有提供竖向压力的竖向加载平台。本发明具有加载能力大，能实现多种土工试验等优点。
Description
技术领域：
大型三维多功能土工试验机属于力学特性测试技术领域，特别涉及土与接触面的力学特性测试技术领域。
背景技术：
土与结构接触面力学特性的评价是土与结构相互作用研究中的重要组成部分，其合理性关系到能否正确评价土与结构系统的安全性。进行土与结构接触面试验是揭示土与结构接触面力学特性的一个基本手段，各国学者在此领域进行了众多研究，研制了众多的仪器设备。
已有的试验仪器设备主要有直剪仪、单剪仪、扭剪仪、动三轴仪和共振柱仪等。其中，直剪型和单剪型接触面试验仪器是在研究土的力学特性的直剪仪和单剪仪的基础上改进得到的，目前在接触面力学特性试验研究中得到广泛应用。
近年来国内外研制和开发了一批专用于再现接触面力学响应的设备以及相应的测试技术。但现有的设备大都是二维加载设备，接触面处的剪切仅能在一个维度上发生。目前国内尚无可进行在接触面实现两个维度剪切的三维加载试验设备。国外三维接触面试验设备主要有循环三维接触面单剪仪C3DSSI(Cyclic 3-D Simple Shear Interface apparatus，KazemFakharian 1996)。但是该设备在接触面力学特性研究中尚存在以下不足之处：1)竖向压力没有直接作用在接触面上，而是通过作用于土体而间接地作用在接触面上，因此土体与容器边壁之间的摩擦等因素可能会引起竖向压力量测的较大误差，而且该误差很难事先标定并消除；2)加载能力较小，C3DSSI的三个方向最大加载能力均为10KN；3)试样面积较小，最大的截面积仅为100mm×100mm；4)单剪试验仅能测量最上面叠环的位移，不能够量测出各个叠环的位移；5)功能单一，仅能进行接触面直剪、单剪试验。由于加载能力和试样尺寸的限制，现有的试验设备仅能进行砂土等细粒土的试验，而不能够用于更大粒径粗粒土特性研究。
发明内容：
本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种大型三维多功能土工试验机，该试验机加载能力大，能实现多种土工试验功能。
本发明的特征在于，含有主机部分和容器组件，所述主机部分含有主机框架、水平xy向加载平台和竖向加载平台；
主机框架，含有顶梁(101)、立柱(102)、底座(103)，所述立柱(102)上有作为竖向加载平台(3)导向装置的轨道压条(105)；
水平xy向加载平台，包括两个互相垂直的x、y向加载平台；
所述x向加载平台位于底层，含有固定于底座(103)上的x向平台板(2101)，在所述x向平台板(2101)上固定有x向滚动直线导轨副(2103)，还含有与所述x向平台板(2101)相对固定的x向伺服作动器(2102)，所述x向伺服作动器(2102)的活塞杆与上层y向加载系统沿x方向连接；
所述y向加载平台，含有固定在x向滚动直线导轨副(2103)的滑块上的y向平台板(2201)、在所述y向平台板(2201)上固定有y向滚动直线导轨副(2203)，还含有与所述y向平台板(2201)固定的y向伺服作动器(2202)，所述y向伺服作动器(2202)的活塞杆与一个加载承台(2206)沿y方向连接，所述加载承台(2206)的底部固定在所述y向滚动直线导轨副(2203)的滑块上；
竖向加载平台，含有固定在所述顶梁(101)上的竖向放置的伺服作动器(301)、该伺服作动器(301)的活塞杆下方连接推力关节轴承(302)，该推力关节轴承(302)的下方依次连接压头(305)和竖向压台(303)，在竖向压台(303)四周安装有滚动导轨支承(304)，当竖向压台(303)随伺服作动器(301)的活塞杆上下移动时，滚动导轨支承(304)以所述立柱(102)上的压条(105)作为轨道上下运动。
在所述底座(103)上装有压条(2208)，在y向平台板(2201)的底部装有可在底座(103)的压条(2208)上滑动的轨迹滑轮(2207)。所述x向伺服作动器(2102)的活塞杆通过一个x向销柱(2105)及x向联接盘(2104)与所述y向加载系统连接；所述y向伺服作动器(2202)的活塞杆通过一个y向销柱(2205)及y向联接盘(2204)与所述加载承台(2206)连接。
所述容器组件是土与结构接触面直剪试验容器，包括固定于加载承台(2206)上的容器底座(5001)，在容器底座(5001)上方固定一个过渡盘(5002)，在所述过渡盘(5002)外围的容器底座(5001)上装有弹簧组(5004)，在所述弹簧组(5004)上放置直剪上盒(5003)，直剪上盒(5003)的上方放置一个与所述竖向压台(303)固定连接的结构面板(5007)。在所述直剪上盒(5003)上开有观察窗(5005)。
所述容器组件是土与结构接触面单剪试验容器，包括固定于加载承台(2206)上的容器底座(5201)，在所述容器底座(5201)上固定一个结构面板(5202)，在所述结构面板(5202)上依次放置叠环组(5203)和单剪上盒(5204)，在所述结构面板(5202)、叠环组(5203)和单剪上盒(5204)上开有定位销轴孔；还含有一个与所述竖向压台(303)固定连接，并位于所述单剪上盒(5204)内的压块(5205)；所述叠环组(5203)含有交错叠放的带槽叠环(5208)和带孔叠环(5209)，在带孔叠环(5209)的孔中有可在带槽叠环(5208)的槽中滚动的滚珠(5210)。
所述容器组件是土直剪试验容器，包括固定在加载承台(2206)上的容器底座(5301)，所述容器底座(5301)上固定一个土直剪下盒(5302)，在所述土直剪下盒(5302)上方放置土直剪上盒(5303)，还含有一个与所述竖向压台(303)固定连接，并位于所述土直剪上盒(5303)内的压块(5304)。
所述容器组件是土单剪试验容器，包括固定在加载承台(2206)上的容器底座(5401)，所述容器底座(5401)上固定一个土单剪下盒(5402)，在土单剪下盒(5402)上依次放置叠环组(5403)和土单剪上盒(5404)，在所述土单剪下盒(5402)、叠环组(5403)和土单剪上盒(5404)上开有定位销轴孔；还含有一个与所述竖向压台(303)固定连接，并位于所述土单剪上盒(5404)内的压块(5405)；所述叠环组(5403)含有交错叠放的带槽叠环(5408)和带孔叠环(5409)，在带孔叠环(5409)的孔中有可在带槽叠环(5408)的槽中滚动的滚珠(5410)。
所述容器组件是压缩固结试验容器，含有固定在加载承台(2206)上的容器底座(5501)，在所述容器底座(5501)上放置压缩盒(5503)，还含有一个与所述竖向压台(303)固定连接，并位于所述压缩盒(5503)内的压块(5504)。在所述压缩盒(5503)内的底部放置一开有至少两个透水孔(5508)的透水板(5502)，所述透水孔(5508)的下端是贯通所有透水孔(5508)的集水槽(5509)，所述集水槽(5509)下端通向一个集水孔(5506)，所述集水孔(5506)与其下部位的一个集水通道(5507)相通，该集水通道(5507)位于容器底座(5501)内并通向外部。在所述压缩盒内的上部也放置一开有至少两个透水孔(5508)的另一块透水板(5502)，所述透水孔(5508)的上端是贯通所有透水孔(5508)的集水槽(5509)，所述集水槽(5509)上端通向一个集水孔(5506)，所述集水孔(5506)与上部一个集水通道(5507)相通，所述集水通道(5507)位于压块(5504)内并通向外部。
所述容器组件是叠环式压缩固结容器，含有固定在加载承台(2206)上的容器底座(5601)，在所述容器底座(5601)上放置由钢圈(5603)和橡胶圈(5604)交错叠放组成的压缩固结筒，还含有与所述竖向压台(303)固定连接，位于压缩固结筒上的压块(5605)，在所述压块(5605)、压缩固结筒和容器底座(5601)上开有定位销轴孔。在所述压缩固结筒内的底部放置一开有至少两个透水孔(5610)的透水板(5602)，所述透水孔(5610)的下端是贯通所有透水孔(5610)的集水槽(5611)，所述集水槽(5611)下端通向一个集水孔(5608)，所述集水孔(5608)与其下部位的一个集水通道(5609)相通，该集水通道(5609)位于容器底座(5601)内并通向外部。在所述压缩固结筒内的上部也放置一开有至少两个透水孔(5610)的另一块透水板(5602)，所述透水孔(5610)的上端是贯通所有透水孔(5610)的集水槽(5611)，所述集水槽(5611)上端通向一个集水孔(5608)，所述集水孔(5608)与上部一个集水通道(5609)相通，所述集水通道(5609)位于压块(5605)内并通向外部。
上述所有容器组件的横截面是可以是圆形或方形。
试验证明，本发明可进行复杂应力路径加载，进行土的相关力学特性测试，发到了预期的目的。
附图说明：
图1(a)为本发明主机正视图，图1(b)为主机俯视剖面图，图1(c)为竖向(z向)加载平台的俯视图。
图2(a)为方形截面土与结构接触面直剪试验容器装配图，图2(b)为容器底座图，图2(c)为容器直剪上盒俯视剖面图。
图3(a)为圆形截面土与结构接触面直剪试验容器装配图，图3(b)为容器底座图。
图4(a)为土与结构接触面单剪试验容器装配图，图4(b)为容器叠环组组成放大图，图4(c)为带孔叠环俯视图，图4(d)为带孔叠环剖面图，图4(e)为带槽叠环俯视图，图4(f)为带槽叠环剖面图。
图5为土直剪试验容器图。
图6(a)为土单剪试验容器图，图6(b)为容器叠环组组成放大图。
图7(a)为压缩固结试验容器装配图，图7(b)为容器集水方法放大图。
图8(a)为叠环式压缩固结试验容器装配图，图8(b)为容器集水方法放大图。
具体实施方式：
本发明提出的试验机主要含有主机部分和容器组件，主机部分含有主机框架、水平xy向加载平台和竖向(z向)加载平台；水平向加载平台包括x向加载系统和y向加载系统，水平xy向加载平台能够最终实现加载承台在水平面内进行任意轨迹的运动，水平xy向加载平台固定于主机框架的底部。竖向(z向)加载平台位于于主机框架内的上部。在3个加载系统可连接负荷传感器和位移传感器，以进行加载力和位移的量测并用于反馈控制。在进行不同类型试验时，安装相应的位移传感器，用于试验的测量和控制。进行试验时，把相应的容器组件固定于加载承台上，将土试样放入试验容器中，设定控制系统，即可进行试验。
结合附图说明本发明的具体实施方式。
如图1(a)、(b)、(c)所示，本发明含有主机部分和容器组件，所述主机部分含有主机框架、水平xy向加载平台和竖向加载平台。
主机框架包括顶梁101、立柱102、底座103，立柱102与顶梁101、底座103之间通过大螺母104联接，立柱上有压条105，作为竖向(z向)加载平台导向装置的轨道。底座的两侧有支脚106，起到支撑作用。
水平xy向加载平台包括两个互相垂直加载平台。定义底层加载平台为x向加载平台，上层加载平台为y向加载平台。x向加载平台包括x向平台板2101、x向伺服作动器2102、x向滚动直线导轨副2103、x向联接盘2104、x向销柱2105、x向固定螺栓2106。x向平台板2101通过x向固定螺栓2106连接到主机底座103上，x向滚动直线导轨副2103用螺栓固定到x向平台板2101上，x向伺服作动器2102固定于x向平台板2101上(或处于与x向平台板2101相对固定的位置)，其活塞杆通过x向销柱2105及x向联接盘2104与y向加载系统连接。
y向加载平台包括y向平台板2201、y向伺服作动器2202、y向滚动直线导轨副2203、y向联接盘2204、y向销柱2205、加载承台2206、轨迹滑轮2207、压条2208。y向平台板2201用螺栓固定于x向滚动直线导轨副2103的滑块上，y向平台板2201两端的底部均安装有轨迹滑轮2207，在固定于支脚106之上的压条2208上滑动。y向滚动直线导轨副2203用螺栓固定到y向平台板2201上，y向伺服作动器2202固定于y向平台板2201上，其活塞杆通过y向销柱2205及y向联接盘2204与加载承台2206连接。加载承台2206固定于y向滚动直线导轨副2203的滑块上。在将y向销柱2205拔出时，加载承台2206可拖出至试验机外侧，进行制样工作。x向伺服作动器2102运动带动y向平台板2201运动时，y向平台板2201通过y向滚动直线导轨副2203带动加载承台2206沿x向运动。y向伺服作动器2202运动时，带动加载承台沿y向运动，由此达到加载承台2206运动xy方向的分解，使得加载承台2206能够在水平面内沿任意曲线运动，实现复杂加载路径。加载承台2206上开有定位孔2209，用于容器组件的安装定位。
竖向(z向)加载平台包括竖向放置的伺服作动器301、推力关节轴承302、竖向压台303、滚动导轨支承304、压头305。竖向伺服作动器301通过推力关节轴承302和压头305与竖向压台303连接，竖向压台303四周安装有滚动导轨支承304，滚动导轨支承304由固定于立柱102上的压条105提供运动轨道。滚动导轨支承304有运动导向的作用，保证压台在上下运动过程中严格地保持水平，不发生倾斜，并把竖向压台303所受水平向作用力传递到立柱102上。竖向压台303上开有定位孔306，用于容器组件的安装定位。
可以在试验机上安装x向负荷传感器401、x向位移传感器402、y向负荷传感器403、y向位移传感器404、竖向(z向)负荷传感器405、竖向(z向)位移传感器406，在试验容器上可以安装位移传感器，以及必要的信号放大、数据采集计算机系统。
容器组件按照不同的试验用途，可以分为方形截面土与结构接触面直剪试验容器，圆形截面土与结构接触面直剪试验容器，土与结构接触面单剪试验容器，土直剪试验容器，土单剪试验容器，压缩固结试验容器，叠环式压缩固结试验容器，下面分别予以介绍。
方形截面土与结构接触面直剪试验容器如图2(a)、(b)、(c)所示，包括容器底座5001、过渡盘5002、直剪上盒5003、弹簧组5004、有机玻璃块5005、定位块5006、结构面板5007。过渡盘5002通过螺栓固定到容器底座5001上，直剪上盒5003安放在过渡盘5002四周的弹簧组5004上。弹簧组支承直剪上盒，并提供上盒由于接触面体积变化而跟随上下运动的空间。试验时接触面体积变化将以剪缩为主，因此设计时预留了较大的压缩空间。直剪上盒5003上开有观察窗，安放有机玻璃块5005，用于观察土与结构接触面处土体在剪切时的土颗粒运动及物态变化情况。容器底座5001通过定位块5006安装到加载承台2206上，与加载承台一起运动。结构面板5007通过定位块5006安装定位到竖向压台303上，提供不同粗糙度结构面。试验时在直剪上盒5003与结构面板5007间安放位移传感器，测量记录直剪上盒5003与结构面板5007间的相对位移数据，并用于液压系统的伺服反馈控制。试验的工作原理为，竖向(z向)加载平台的竖向压台303通过结构面板5007施加法向压力到接触面上，定位块5006约束住结构面板5007的水平xy向位移。容器底座5001、过渡盘5002和直剪上盒5003随着加载承台2206在水平面内运动，从而使容器中的土体与结构面板5007组成的接触面发生剪切。通过控制加载承台2206发生不同的运动方式可实现单调、循环等复杂加载。根据试验材料的不同，可以设计不同大小截面尺寸的试验容器，满足试验的需要。
圆形截面土与结构接触面直剪试验容器如图3(a)、(b)所示，其结构除横截面呈圆形外，其它结构均与方形截面土与结构接触面直剪试验容器相同，工作原理也相同。它包括容器底座5101、过渡盘5102、直剪上盒5103、弹簧组5104、定位块5105、结构面板5106。过渡盘5102通过螺栓固定到容器底座5101上，直剪上盒5103安放在过渡盘5102四周的弹簧组5104上。弹簧组支承直剪上盒并提供上盒由于接触面体积变化而跟随上下运动的空间。试验时在直剪上盒5103与结构面板5106间安放位移传感器，测量记录直剪上盒5103与结构面板5106间的相对位移数据，并用于液压系统的伺服反馈控制。根据试验材料的不同，可以设计不同大小截面尺寸的试验容器，满足试验的需要。
土与结构接触面单剪试验容器如图4(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)所示，包括容器底座5201、结构面板5202、叠环组5203、单剪上盒5204、压块5205、定位销5206、定位块5207。容器为圆形或方形截面。结构面板5202安放于容器底座5201中，叠环组5203放置于结构面板5202上面，其上安放有单剪上盒5204。叠环组5203由带槽叠环5208、带孔叠环5209和滚珠5210组成。带槽叠环5208和带孔叠环5209交错叠放，滚珠放置5210放置到带孔叠环5209的孔中，可以在带槽叠环5208的槽5211内滑动。叠环相互错动时，带动滚珠滚动，因而叠环间的摩擦力很小，使得各叠环间可以自由相互错动。压块5205置于单剪上盒5204中，上部通过定位块5207与竖向压台303连接，对土体及土与结构接触面施加法向压力。试验前通过定位销5206固定好叠环组5203的位置，装入土体进行制样。试验时将定位销5206拔出，使叠环组5203各叠环间可以自由相互错动进行接触面单剪试验。容器底座5201通过定位块5207安装定位于加载承台2206上。试验时在单剪上盒5204与结构面板5202间安放位移传感器，测量记录位移数据，并用于液压系统的伺服反馈控制。
土直剪试验容器如图5所示，包括容器底座5301、土直剪下盒5302、土直剪上盒5303、压块5304、定位块5305。容器为圆形或方形截面。土直剪下盒5302安放于容器底座5301中，土直剪上盒5303置于土直剪下盒5302上。压块5304置于土直剪上盒5303中，上部通过定位块5305与竖向压台303连接，对土体施加法向压力。容器底座5301通过定位块5305安装定位于加载承台2206上。试验过程中在土直剪下盒5302与土直剪上盒5303间安放位移传感器，测量记录试验数据，并用于液压系统的伺服反馈控制。
土单剪试验容器如图6(a)、(b)所示，包括容器底座5401、土单剪下盒5402、叠环组5403、土单剪上盒5404、压块5405、定位销5406、定位块5407。容器为圆形或方形截面。土单剪下盒5402安放于容器底座5401中，其上放置有叠环组5403。土单剪上盒5404放置于叠环组5403上，压块5405置于土单剪上盒5404中，上部通过定位块5405与竖向压台303连接，对土体施加法向压力。试验前通过定位销5406固定好叠环组5403的位置，装入土体进行制样。试验时将定位销5406拔出，使叠环组5403各叠环间可以自由相互错动进行土单剪试验。容器底座5401通过定位块5407安装定位于加载承台2206上。试验时在土单剪下盒5402与土单剪上盒5404间安放位移传感器，测量记录位移数据，并用于液压系统的伺服反馈控制。通过合理设计容器的截面尺寸，使叠环组5403与土与结构接触面单剪试验容器中的叠环组5203尺寸相同，可以重复利用。
压缩固结试验容器如图7(a)、(b)所示，包括容器底座5501、透水板5502、压缩盒5503、压块5504、定位块5505。容器为圆形截面。压缩盒5503置于容器底座5501中，盒内下部安放一块透水板5502。容器底座5501上开有集水孔5506及集水通道5507，透水板上开有透水孔5508，容器底座上开有集水槽5509将透水孔5508连接通向集水孔5506，水汇集到5506后通过集水通道5507流出，可将水收集并测量体积。压块5504置于压缩盒5503中，上部通过定位块5405与竖向压台303连接，对土体施加法向压力。容器底座5501通过定位块5505安装定位于加载承台2206上。其上部也可以设置透水装置，具体可参照图8所示的叠环式压缩固结容器的上部的透水装置。
叠环式压缩固结容器如图8(a)、(b)所示，包括容器底座5601、透水板5602、钢圈5603、橡胶圈5604、压块5605、定位销5606、定位块5607。钢圈5603和橡胶圈5604层叠组成压缩固结筒，透水板5602置于容器底座5601上压缩固结筒中。容器底座5601上开有集水槽5611、集水孔5608及集水通道5609，透水板上开有透水孔5610，收集及测量水的体积的方法与压缩固结容器相同。压块5605置于压缩固结筒上，上部通过定位块5607与竖向压台303连接，对土体施压法向压力。压块5605下面可再放置一块透水板5602，实现双面排水固结条件。压块5605上开有集水槽5611、集水孔5608及集水通道5609，可将水收集并测量体积。容器底座5601通过定位块5607安装定位于加载承台2206上。试验时压块5605将压缩固结筒和土体一起压缩，这样土体与固结容器之间的相互运动较小，可有效克服边壁摩擦对试验结果的影响。
整套装置可以采用电液伺服控制系统来控制，主要包括常规的A/D和D/A转换板、计算机和电液伺服控制箱。计算机通过A/D和D/A转换板及串行口与电液伺服控制箱连接。可设计电液伺服控制系统实现3路伺服闭环控制。第一路为x向加载控制，可在x向伺服作动器2102上装上x向电液伺服阀，电液伺服控制箱与该阀连接；第二路为y向加载控制，可在y向伺服作动器2202上装上y向电液伺服阀，电液伺服控制箱与该阀连接；第三路为竖向(z向)加载控制，可在z向伺服作动器301上装上z向电液伺服阀，电液伺服控制箱与该阀连接。可采用传统的液压源来提供压力。液压源流量根据试验机的加载能力、加载速率、加载频率的要求而计算确定。
本发明的有益效果是：①将水平面内的运动分解为两个相互垂直方向上的运动，可以使加载承台并试验容器在水平面内沿任意轨迹运动，完成复杂加载方式、复杂应力路径的试验重现；②加载系统采用伺服控制系统，各个方向可以单独控制，也可以三个方向耦合控制，能够实现复杂的加载要求，更好的模拟实际工程；③可以进行多种功能大型土工试验，只需更换必要的试验容器，做到一机多用，提高试验机利用效率，并且节约了成本；④实现较大的加载能力(竖向800kN，水平两个方向400kN)，有较大的试样截面积(最大试样截面尺寸为500mm×500mm)，能够对较大粒径的粗粒土试样进行试验；⑤实现在三维土与结构接触面直剪试验中，竖向压力直接作用于接触面上，从而避免土与容器内壁的摩擦引起的测量误差。
Claims (15)
1、大型三维多功能土工试验机，其特征在于，含有主机部分和容器组件，所述主机部分含有主机框架、水平xy向加载平台和竖向加载平台；
主机框架，含有顶梁(101)、立柱(102)、底座(103)，所述立柱(102)上有作为竖向加载平台(3)导向装置的轨道压条(105)；
水平xy向加载平台，包括两个互相垂直的x、y向加载平台；
所述x向加载平台位于底层，含有固定于底座(103)上的x向平台板(2101)，在所述x向平台板(2101)上固定有x向滚动直线导轨副(2103)，还含有与所述x向平台板(2101)相对固定的x向伺服作动器(2102)，所述x向伺服作动器(2102)的活塞杆与上层y向加载系统沿x方向连接；
所述y向加载平台，含有固定在x向滚动直线导轨副(2103)的滑块上的y向平台板(2201)、在所述y向平台板(2201)上固定有y向滚动直线导轨副(2203)，还含有与所述y向平台板(2201)固定的y向伺服作动器(2202)，所述y向伺服作动器(2202)的活塞杆与一个加载承台(2206)沿y方向连接，所述加载承台(2206)的底部固定在所述y向滚动直线导轨副(2203)的滑块上；
竖向加载平台，含有固定在所述顶梁(101)上的竖向放置的伺服作动器(301)、该伺服作动器(301)的活塞杆下方连接推力关节轴承(302)，该推力关节轴承(302)的下方依次连接压头(305)和竖向压台(303)，在竖向压台(303)四周安装有滚动导轨支承(304)，当竖向压台(303)随伺服作动器(301)的活塞杆上下移动时，滚动导轨支承(304)以所述立柱(102)上的压条(105)作为轨道上下运动。
2、如权利要求1所述的大型三维多功能土工试验机，其特征在于，在所述底座(103)上装有压条(2208)，在y向平台板(2201)的底部装有可在底座(103)的压条(2208)上滑动的轨迹滑轮(2207)。
3、如权利要求1所述的大型三维多功能土工试验机，其特征在于，所述x向伺服作动器(2102)的活塞杆通过一个x向销柱(2105)及x向联接盘(2104)与所述y向加载系统连接；所述y向伺服作动器(2202)的活塞杆通过一个y向销柱(2205)及y向联接盘(2204)与所述加载承台(2206)连接。
4、如权利要求1所述的大型三维多功能土工试验机，其特征在于，所述容器组件是土与结构接触面直剪试验容器，包括固定于加载承台(2206)上的容器底座(5001)，在容器底座(5001)上方固定一个过渡盘(5002)，在所述过渡盘(5002)外围的容器底座(5001)上装有弹簧组(5004)，在所述弹簧组(5004)上放置直剪上盒(5003)，直剪上盒(5003)的上方放置一个与所述竖向压台(303)固定连接的结构面板(5007)。
5、如权利要求4所述的大型三维多功能土工试验机，其特征在于，在所述直剪上盒(5003)上开有观察窗(5005)。
6、如权利要求1所述的大型三维多功能土工试验机，其特征在于，所述容器组件是土与结构接触面单剪试验容器，包括固定于加载承台(2206)上的容器底座(5201)，在所述容器底座(5201)上固定一个结构面板(5202)，在所述结构面板(5202)上依次放置叠环组(5203)和单剪上盒(5204)，在所述结构面板(5202)、叠环组(5203)和单剪上盒(5204)上开有定位销轴孔；还含有一个与所述竖向压台(303)固定连接，并位于所述单剪上盒(5204)内的压块(5205)；所述叠环组(5203)含有交错叠放的带槽叠环(5208)和带孔叠环(5209)，在带孔叠环(5209)的孔中有可在带槽叠环(5208)的槽中滚动的滚珠(5210)。
7、如权利要求1所述的大型三维多功能土工试验机，其特征在于，所述容器组件是土直剪试验容器，包括固定在加载承台(2206)上的容器底座(5301)，所述容器底座(5301)上固定一个土直剪下盒(5302)，在所述土直剪下盒(5302)上方放置土直剪上盒(5303)，还含有一个与所述竖向压台(303)固定连接，并位于所述土直剪上盒(5303)内的压块(5304)。
8、如权利要求1所述的大型三维多功能土工试验机，其特征在于，所述容器组件是土单剪试验容器，包括固定在加载承台(2206)上的容器底座(5401)，所述容器底座(5401)上固定一个土单剪下盒(5402)，在土单剪下盒(5402)上依次放置叠环组(5403)和土单剪上盒(5404)，在所述土单剪下盒(5402)、叠环组(5403)和土单剪上盒(5404)上开有定位销轴孔；还含有一个与所述竖向压台(303)固定连接，并位于所述土单剪上盒(5404)内的压块(5405)；所述叠环组(5403)含有交错叠放的带槽叠环(5408)和带孔叠环(5409)，在带孔叠环(5409)的孔中有可在带槽叠环(5408)的槽中滚动的滚珠(5410)。
9、如权利要求1所述的大型三维多功能土工试验机，其特征在于，所述容器组件是压缩固结试验容器，含有固定在加载承台(2206)上的容器底座(5501)，在所述容器底座(5501)上放置压缩盒(5503)，还含有一个与所述竖向压台(303)固定连接，并位于所述压缩盒(5503)内的压块(5504)。
10、如权利要求9所述的大型三维多功能土工试验机，其特征在于，在所述压缩盒(5503)内的底部放置一开有至少两个透水孔(5508)的透水板(5502)，所述透水孔(5508)的下端是贯通所有透水孔(5508)的集水槽(5509)，所述集水槽(5509)下端通向一个集水孔(5506)，所述集水孔(5506)与其下部位的一个集水通道(5507)相通，该集水通道(5507)位于容器底座(5501)内并通向外部。
11、如权利要求10所述的大型三维多功能土工试验机，其特征在于，在所述压缩盒内的上部也放置一开有至少两个透水孔(5508)的另一块透水板(5502)，所述透水孔(5508)的上端是贯通所有透水孔(5508)的集水槽(5509)，所述集水槽(5509)上端通向一个集水孔(5506)，所述集水孔(5506)与上部一个集水通道(5507)相通，所述集水通道(5507)位于压块(5504)内并通向外部。
12、如权利要求1所述的大型三维多功能土工试验机，其特征在于，所述容器组件是叠环式压缩固结容器，含有固定在加载承台(2206)上的容器底座(5601)，在所述容器底座(5601)上放置由钢圈(5603)和橡胶圈(5604)交错叠放组成的压缩固结筒，还含有与所述竖向压台(303)固定连接，位于压缩固结筒上的压块(5605)，在所述压块(5605)、压缩固结筒和容器底座(5601)上开有定位销轴孔。
13、如权利要求12所述的大型三维多功能土工试验机，其特征在于，在所述压缩固结筒内的底部放置一开有至少两个透水孔(5610)的透水板(5602)，所述透水孔(5610)的下端是贯通所有透水孔(5610)的集水槽(5611)，所述集水槽(5611)下端通向一个集水孔(5608)，所述集水孔(5608)与其下部位的一个集水通道(5609)相通，该集水通道(5609)位于容器底座(5601)内并通向外部。
14、如权利要求13所述的大型三维多功能土工试验机，其特征在于，在所述压缩固结筒内的上部也放置一开有至少两个透水孔(5610)的另一块透水板(5602)，所述透水孔(5610)的上端是贯通所有透水孔(5610)的集水槽(5611)，所述集水槽(5611)上端通向一个集水孔(5608)，所述集水孔(5608)与上部一个集水通道(5609)相通，所述集水通道(5609)位于压块(5605)内并通向外部。
15、如权利要求4、6、7、8、9或12所述的大型三维多功能土工试验机，其特征在于，所述容器组件的横截面是圆形或方形。
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